[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN114457338B - 一种超高黏附性超疏水黄铜表面的制备方法及其应用 - Google Patents

一种超高黏附性超疏水黄铜表面的制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114457338B
CN114457338B CN202210023871.XA CN202210023871A CN114457338B CN 114457338 B CN114457338 B CN 114457338B CN 202210023871 A CN202210023871 A CN 202210023871A CN 114457338 B CN114457338 B CN 114457338B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heavy metal
brass
treatment
sample
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210023871.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN114457338A (zh
Inventor
李雪伍
闫佳洋
石甜
李本
周宏胭
张传伟
杨春春
潘子轩
吕源
钟斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Science and Technology
Original Assignee
Xian University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Science and Technology filed Critical Xian University of Science and Technology
Priority to CN202210023871.XA priority Critical patent/CN114457338B/zh
Publication of CN114457338A publication Critical patent/CN114457338A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114457338B publication Critical patent/CN114457338B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions
    • C23F1/14Aqueous compositions
    • C23F1/32Alkaline compositions
    • C23F1/34Alkaline compositions for etching copper or alloys thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

本发明提供了一种超高黏附性超疏水黄铜表面的制备方法及其应用,包括对毛坯H59黄铜样品进行抛光预处理、超声清洗、自然干燥、刻蚀处理以及再超声清洗、自然干燥、恒高温热处理、低表面能处理、恒温干燥等步骤。本发明制备的黄铜基底表面与液滴之间的接触角高达174.5°,具有超高黏附性和超疏水性。同时,将该表面运用于重金属离子回收领域,避免了废液亲水铺展情况下蒸发过程中重金属离子在材料表面上的残留,能够大幅度减少对预处理设备的二次污染,使得废水中重金属离子回收处理整体过程高效化、清洁化。另外,本发明还将该表面应用于SERS检测,可以提高检测溶液中物质的检测强度,扩大了可检测浓度的范围,提高了检测结果的正确性。

Description

一种超高黏附性超疏水黄铜表面的制备方法及其应用
技术领域
本发明属于电化学技术领域,具体涉及一种超高黏附性超疏水黄铜表面的制备方法及其应用。
背景技术
超疏水表面是指与水滴的接触角大于150°的表面,比如大自然中的荷叶、蝴蝶翅、苍蝇眼、蝗虫翅、玫瑰花瓣、壁虎足等等。在这许许多多的超疏水表面中,尤其以荷叶最为特殊,显示了不同寻常的超疏水性能和自清洁性能,这种现象称之为“荷叶效应”,是由于荷叶表面低表面能的蜡状物质和微纳米的粗糙结构共同作用的结果。不同与低黏附的超疏水荷叶表面,玫瑰花瓣和壁虎足展现的高黏附性超疏水表面具有较高的黏附力和摩擦力。由于表面黏附力的存在,在水滴与高黏附性超疏水表面的接触角大于150°的情况下,将表面倾斜90°甚至180°,水滴仍能黏附在表面而不脱落。这些表面具有很强的黏附性,因而称之为高黏附超疏水表面。
近年来,科研人员通过很多方法制备出了高黏附性超疏水表面,但其制备出的表面接触角并不够高,且制备过程复杂,制备周期较长而不易大规模生产,并且主要集中在极端高黏附超疏水表面的制备,对可控高黏附性超疏水表面的制备研究极少。因此如何通过简单的化学方法制备出超高表面接触角的表面,拓宽超疏水表面在实际生产生活中的应用,是本领域一直在研究的技术课题。
因此,目前亟需一种制备流程简单、材料获取方便、获得接触角高的超高黏附性超疏水黄铜表面的制备方法以及拓宽其应用的范围。
发明内容
为实现上述目的,本发明提出了一种超高黏附性超疏水黄铜表面的制备方法,包括以下步骤:
1)对毛坯H59黄铜样品进行抛光预处理;
2)用去离子水对样品超声清洗5min,自然干燥;
3)刻蚀处理,将预处理的样品放入配制好的氢氧化钠与过硫酸铵的混合刻蚀液中,刻蚀处理5~60min;
4)刻蚀完成后用去离子水对样品超声5min,自然干燥;
5)恒高温热处理,将超声清洗完成的样品放入恒温干燥箱中,在180℃条件下热处理1h;
6)低表面能处理,取20mL低表面能处理溶液对热处理完成的样品进行低表面能修饰处理5s;
7)恒温干燥,将低表面能修饰处理完成的样品放入干燥箱中,在60℃条件下干燥1h。
进一步地,所述混合刻蚀液的配置包括,称取5.05g氢氧化钠颗粒、1.16g过硫酸铵粉末,将药品放入烧杯中,量取50mL去离子水加入烧杯,用玻璃棒搅拌均匀,配制成氢氧化钠与过硫酸铵的混合刻蚀液。
进一步地,所述低表面能处理溶液是由5g 1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅氧烷与413mL无水乙醇混合配制而成的1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅氧烷乙醇溶液。
进一步地,根据不同刻蚀处理时间和刻蚀进程阶段不同,对所得样品表面形貌进行优选。
进一步地,所述刻蚀处理时间为10min。
进一步地,制备的材料表面与液滴之间的接触角达到174.5°。
另外,本发明还提供一种超高黏附性超疏水黄铜表面应用于重金属离子富集预处理的方法,其特征在于,包括上述超高黏附性超疏水黄铜表面的制备方法,还包括以下步骤:
S1:将待处理废水滴加在黄铜基底表面的标记点处;
S2:蒸发水分,液滴体积逐渐收缩;
S3:在基底表面定点收集含重金属离子的液滴;
S4:检测液滴中重金属离子是否达到所需浓度要求;
S5:若未达到所需浓度要求,循环上述步骤S2-S4,直至达到所需浓度要求。
进一步地,从0~1500s的时间范围内,样品表面的液滴中的重金属离子浓度增加至原来的3.6倍。
进一步地,经过步骤S3后,检测液滴中某重金属离子的浓度,根据液滴前后体积比例计算出该液滴中重金属离子的初始浓度。
此外,本发明还提供一种超高黏附性超疏水黄铜表面应用于增强SERS检测强度的方法,其特征在于,包括上述超高黏附性超疏水黄铜表面的制备方法,还包括以下步骤:
S11:将待检测溶液滴加在黄铜基底表面的标记点处,液滴与检测基底表面保持高接触角;
S12:干燥蒸发水分,随着液滴体积减小液滴中的待检测物质会集中在标记点处;
S13:在标记点处进行SERS检测。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1.本发明制备得到的基底材料表面与液滴之间的接触角高达174.5°,该基底材料表面具有优异的超疏水性能和高黏附特性。
2.基底的高黏附特性使得在基底移动或转移过程中,待检测液滴不会滑落,提高了实验操作过程中的容错率。
3.整体工艺过程简单、制备周期短、成本低、效率高。
4.本发明制备得到的基底材料表面应用范围广,能够应用于重金属离子富集的预处理以及增强SERS检测强度。
5.为重金属离子废液处理领域中的废水预处理过程提出一种处理思路,达到对重金属离子废液浓度进行提升的高效化、清洁化。
6.本发明的重金属离子富集的预处理方法在预处理过程中,废水液滴与材料表面可以保持较高的接触角,避免了废液铺展情况下蒸发过程中重金属离子在材料表面上的残留现象,提高了重金属离子废液后续处理工艺的效率。
7.在实际生产处理环节中,可采用本发明制备得到的基底材料作为容纳废水液体的容器或输送管道。重金属残留很少,避免容器和输送管道长期使用后的结垢和堵塞现象。
8.本发明的增强SERS检测强度的方法,利用具有高接触角和高黏附特性的基底材料,使得在SERS检测时,较低待检测物质浓度的溶液也可以检测到对应物质的强度信号,降低了目标物质检出的浓度阈值,扩大了可检测浓度的范围,增强SERS检测的强度,增强了检测结果的正确性。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述,本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中,以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式,其中:
图1为一实施例中制得基底样品表面以及与液体之间接触角的扫描电子显微镜图;
图2为一实施例中液滴体积和接触角随时间变化测量结果图;
图3为一实施例中样品表面刻蚀处理时间对应接触角演化图;
图4为一实施例中提供的一种重金属离子富集的预处理方法的基本流程示意图;
图5为一实施例中提供的一种增强SERS检测强度方法的基本流程示意图。
具体实施方式
为进一步阐述本发明达到预定目的所采取的技术手段,以下结合附图对本发明的具体实施方式、结构特征及功能特性进行详细说明。其中,同一数字在全文中指代相同或相似术语。虽然下文展示了几个实施例和说明,但是本文所述的发明并不仅限于具体展示的实施例和说明,还包括本发明的其他应用及其明显变型和等同物。除非另有明确说明,否则本发明中所使用的术语应以其普通和常规含义解释。术语不应仅因为与对本发明某些具体实施例的描述结合使用而以任何有限制性或约束性的方式解释。
在一实施例中,本发明提供了一种超高黏附性超疏水基底表面的制备方法,并参见图1-3,结合附图中的实验数据对液滴与基底表面之间的接触角、微观形貌以及液体体积和接触角随时间变化结果进行了相应的验证。该制备方法具体包括以下步骤:
1)对毛坯H59黄铜样品进行抛光预处理;
2)用去离子水对样品超声清洗5min,自然干燥;
3)刻蚀处理,将预处理的样品放入配制好的氢氧化钠与过硫酸铵的混合刻蚀液中,刻蚀处理5~60min;
4)刻蚀完成后用去离子水对样品超声5min,自然干燥;
5)恒高温热处理,将超声清洗完成的样品放入恒温干燥箱中,在180℃条件下热处理1h;
6)低表面能处理,取20mL低表面能处理溶液对热处理完成的样品进行低表面能修饰处理5s;
7)恒温干燥,将低表面能修饰处理完成的样品放入干燥箱中,在60℃下干燥1h。
其中,对毛坯H59黄铜样品进行抛光预处理,为使用目数200#、400#、1000#、2000#的砂纸依次对表面进行抛光处理。由于H59黄铜的取材非常方便,且价格较低,耐久性强,有利于该制备方法的普适性以及减少成本。
优选地,所述混合刻蚀液的配制包括,称取5.05g氢氧化钠颗粒、1.16g过硫酸铵粉末,将药品放入烧杯中,量取50mL去离子水加入烧杯,用玻璃棒搅拌均匀,配制成氢氧化钠与过硫酸铵的混合刻蚀液。其中,氢氧化钠NaOH颗粒的纯度为99%、过硫酸铵(NH3)2S2O8的纯度为98%。
优选地,所述低表面能处理溶液是由5g 1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅氧烷与413mL无水乙醇混合配制而成的1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅氧烷乙醇溶液。其中,1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅氧烷的纯度为96%。
优选地,根据不同刻蚀处理时间和刻蚀进程阶段不同,对所得样品表面形貌进行选择。
优选地,所述刻蚀处理时间为10min。由于不同刻蚀处理时间会很大程度上影响样品表面的微观形貌,进而影响到其表面疏水性能,本实施例中对刻蚀处理的时间进行最优化选择。如图3所示,样本表面刻蚀时间对应的接触角演化图,可以看出刻蚀处理10min是最优的。
优选地,制备的材料表面与液滴之间的接触角达到174.5°
根据不同刻蚀处理时间,刻蚀进程阶段不同,所得到的样品形貌会有很大的差异,故基于不同刻蚀处理时间对样品表面形貌进行优选。如下表1所示刻蚀时间与所形成样品表面接触角的关系表,经过正交实验对比,刻蚀处理时间为10min的材料表面与液滴之间的接触角达到最优的174.5°。
表一
刻蚀时间/min 接触角/°
5 160.7
10 174.5
30 168.5
60 169.4
制备得到的材料表面如图1所示,其与液滴之间的接触角高达174.5°,具有良好的超疏水性能。且在水分蒸发过程中可以良好的维持液滴的球状结构。该基底材料表面具有良好的超疏水性能,在水分蒸发过程中可以良好的维持液滴的球状结构,大幅减少液体在基底表面的残留,减少对基底的污染,达到高清洁的技术效果。
另外,在另一实施例中,本发明还提供了一种超高黏附性超疏水黄铜表面应用于重金属离子富集预处理的方法,是基于废水处理和回收技术中均需要先提升重金属离子浓度的预处理要求下进行研究作出的。现有技术中在废水重金属离子处理领域中,无论是物理法、化学法、物理化学法还是生物吸附法处理方法,均对重金属离子的浓度有一定的需求。在工业化处理重金属离子废水中,先提高废水中重金属离子浓度、再进行后续处理工艺,是十分有必要的。但是,现有技术对重金属离子浓度提升的效率不高,难以达到期望的提取浓度。且使用的装备和处理流程复杂,提高了废水处理和回收的整体难度和成本,普适性不强。
为更高效对重金属离子富集预处理和回收再利用,本发明提供的预处理方法采用具有超高接触角和高黏附性的材料表面作为基底,将废水液体滴加在该表面上,可以使废水在该表面具有较高的接触角,保持完美的球形结构。随着水分的蒸发,重金属离子浓度会逐渐上升,而废液与表面间依然具有较高的接触角,这避免了废液铺展情况下蒸发过程中重金属离子在表面上的残留,从而达到提高重金属离子浓度的目的。本发明为重金属离子废液处理领域中的废水预处理过程提出一种处理思路,达到重金属离子废液浓度提升的高效化、清洁化,加快了重金属离子废液后续处理工艺的效率。
如图4所示,该实施例中提供的超高黏附性超疏水黄铜表面应用于重金属离子富集预处理的方法,包括以下步骤:
S1:将待处理测试废水滴加在基底表面的标记点处;
S2:蒸发水分,液滴体积逐渐收缩;
S3:在基底表面定点收集含重金属离子的液滴;
S4:检测液滴中重金属离子浓度是否达到所需要求;
S5:若未达到所需浓度要求,循环上述步骤S2-S4,直至达到所需浓度要求。
采用该超高黏附性超疏水表面,在重金属离子废水中水分蒸发过程中,废水液滴与材料表面可以保持较高的接触角,所以不会因液体在材料表面铺展带来表面重金属物质的残留。同时,也能够大幅度减少对预处理设备的二次污染,便于预处理设备的后续重复利用,避免影响对其他处理过程的结果和精度。
相比于现有技术中的容纳或接触废水的设备表面,将待处理测试废水滴加在亲水表面时,液滴会在表面铺展开,随着水分蒸发,最终废水中的溶质会在表面残留。而本发明中将待处理测试废水滴加再高黏附性超疏水表面的标记点处,随着水分蒸发,由于材料表面的高黏附性和超疏水性质,液滴会逐渐收缩成小球,而重金属离子在表面几乎没有残留,这样可以实现重金属离子的定点收集,如此循环处理,废水可以逐渐达到后续处理所需的浓度要求,使得后续处理步骤更为高效、清洁。
在实际处理环节中,还可采用该基底材料作为容纳废水液体的容器或输送管道。随着废水的蒸发,该超疏水基底的容器与液体的接触角可达到174.5°,有利于重金属离子的回收和再利用。在废水经过该超疏水基底的输送管道时,重金属残留很少,避免输送管道长期使用后的结垢和堵塞。因此,采用制备得到的表面与液滴之间接触角可达到174.5°的基底材料在任何场景下,均可以达到高效和高清洁的效果。
进一步地,从0~1500s的时间范围内,样品表面的液滴中的重金属离子浓度增加至原来的3.6倍。
进一步地,如图2所示,从0~1500s的时间范围内室温条件下,液滴体积从5μL减少至1.45μL,而液滴与样品表面间可以保持较大的接触角,但液滴中的重金属离子含量增加至原来的3.6倍。随着重金属离子浓度的增加,这有利于重金属离子废水的后续处理流程的高效进行。
优选地,经过步骤S3后,检测液滴中某重金属离子的浓度,根据液滴前后体积比例计算出该重金属离子的初始浓度。通过对蒸发浓缩后的液体内物质浓度的测量,可以据此推算出液体初始状态时的物质浓度。同时,对于浓度较低的其他类液体也可以采用该方法进行浓度检测。比如,将这种基底表面应用于微浓度物质检测领域,将待检测液滴滴加在该材料表面,通过蒸发溶液中的水分,提高待检测物质浓度,再进行检测,根据液滴前后体积比例可以计算出初始物质浓度。
在一实施例中,以5μL废液重金属离子富集过程为例来具体说明本发明提供的重金属离子富集的预处理方法,具体流程如下:
将5μL重金属离子废液滴加在基底样品表面的标记点处;
随着时间的推移,废液中的水分不断蒸发,液滴逐渐收缩成小球;
在基底表面定点收集重金属离子,重金属离子留在了液滴里,重金属离子的密度不断增加,对液滴与表面间的接触角和液滴的体积进行测量记录;
测量废水是否达到后续处理所需浓度要求;
若未达到所需浓度要求,循环上述步骤,直至达到所需浓度要求。
随后,进行后续流程处理。
其中,所使用的基底样品通过以下具体流程制备得到:
1)对尺寸为10mm×25mm×5mm的H59铜合金样品,先后使用200#、400#、1000#、2000#的砂纸进行抛光处理;
2)用分析天平称取5.05g氢氧化钠颗粒、1.16g过硫酸铵粉末,将药品放入烧杯中,量取50mL去离子水加入烧杯,用玻璃棒搅拌均匀,配制成氢氧化钠与过硫酸铵的混合刻蚀液;
3)将预处理的样品立即放入配制好的混合溶液中,刻蚀处理10min,刻蚀完成后用去离子水对样品超声5min;
4)将超声清洗完成的样品放入恒温干燥箱中,在180℃条件下热处理1h;
5)量取20mL 1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅氧烷乙醇溶液对刻蚀清洗完成的样品修饰处理5s;
6)恒温干燥,将低表面能处理完成的样品放入干燥箱中,在60℃下干燥1h。
制备得到的材料表面如图1所示,其与液滴之间的接触角高达174.5°,具有良好的超疏水性能。且在水分蒸发过程中可以良好的维持液滴的球状结构。
此外,在另一实施例中,如图5所示,本发明还提供了一种超高黏附性超疏水黄铜表面应用于增强SERS检测强度的方法。现有技术中的SERS检测基底表面属于亲水性质材料,所以在待检测液滴滴加在样品表面后,液滴会逐渐润湿基底表面,且形成较大的润湿面积。这样当将液滴烘干后,沉积在基底表面的待检测物质浓度超出检测阈值,仍然不能被有效检测出。本发明提供了一种基底稳定、材料简单、效果好的增强SERS检测强度的方法。在该实施例中,该方法包括上述超高黏附性超疏水黄铜表面的制备方法,还包括以下步骤:
S11:将待检测溶液滴加在黄铜基底表面的标记点处,液滴与检测基底表面保持高接触角;
S12:干燥蒸发水分,随着液滴体积减小液滴中的待检测物质会集中在标记点处;
S13:在标记点处进行SERS检测。
其中,步骤S11中采用的黄铜基底表面,在待检测液滴蒸发过程中,液滴与材料表面可以保持较高的接触角,进而将待检测物质集中在标记点处。
相比于现有技术中的SERS检测基底的表面,将待检测溶液滴加在亲水基底表面时,溶液会在基底表面铺展开;对基底表面的待检测溶液进行干燥处理后,随着溶剂蒸发离开表面,待检测溶质分散在基底表面检测点的周围,这样待检测物质的分布密度十分低,使得进行SERS测试时有些关键物质信息难以被检测到,从而影响检测结果的正确性。而本发明中将高黏附性超疏水基底作为拉曼检测基底,当将待检测溶液滴加再检测点处时,随着溶剂蒸发,由于材料表面的高黏附性和超疏水性质,待检测液滴会呈现出近乎球形的超疏水状态,进一步对待检测液滴进行干燥,这样溶剂蒸发后,溶质会大量集中在检测点处,这样使得在对检测点检测时,更高的待检测物质浓度使得检测结果具有更高的强度,进一步增强了检测结果的正确性。
并且,铜基底可以给表面带来很好的等离子体共振效应,进一步的高黏附性的基底可以有效将待检测物质集中在检测点处,有效提高了检测强度。而高黏附性在液滴转移过程中,避免了液滴的流动现象,使得液滴始终黏着于检测点处,使得试验检测操作过程更加便捷、可靠。
在一实施例中,以5μL待检测溶液蒸发干燥过程为例来具体说明本发明提供的增强SERS检测强度的方法,具体流程如下:
将5μL待检测溶液滴在基底样品表面的标记点处;
随着时间的推移,待检测液滴中的水分不断蒸发,待检测液滴始终保持较大的接触角和较小的接触面积,当水分完全蒸发后,待检测物质最终集中在标记点处。
随后,进行SERS检测。
其中,所使用的基底样品通过以下具体流程制备得到:
1)对尺寸为10mm×25mm×5mm的H59铜合金样品,先后使用目数200#、400#、1000#、2000#的砂纸进行抛光处理;
2)用分析天平称取5.05g氢氧化钠颗粒、1.16g过硫酸铵粉末,将药品放入烧杯中,量取50mL去离子水加入烧杯,用玻璃棒搅拌均匀,配制成氢氧化钠与过硫酸铵的混合刻蚀液;
3)将预处理的样品立即放入配制好的混合溶液中,刻蚀处理10min,刻蚀完成后用去离子水对样品超声5min;
4)将超声清洗完成的样品放入恒温干燥箱中,在180℃条件下热处理1h;
5)量取20mL 1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅氧烷乙醇溶液对刻蚀清洗完成的样品修饰处理5s;
6)恒温干燥,将低表面能处理完成的样品放入干燥箱中,在60℃条件下干燥1h。
制备得到的材料表面如图1所示,其与待检测液滴之间的接触角高达174.5°,具有良好的超疏水性能。在水分蒸发过程中可以良好的维持液滴的球状结构。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。本公开明确说明,所公开情况的各种功能和各个方面可以进行组合或相互替代。因此,本公开的范围不应受上述特定情况的限制,而应仅通过对所遵循的声明进行正确解读来确定。

Claims (6)

1.一种超高黏附性超疏水黄铜表面的制备方法,包括以下步骤:
1)对毛坯H59黄铜样品进行抛光预处理;
2)用去离子水对样品超声清洗5min,自然干燥;
3)刻蚀处理,将预处理完成的样品放入配制好的氢氧化钠与过硫酸铵的混合刻蚀液中,刻蚀处理10min;其中,所述混合刻蚀液的配制包括,称取5.05g氢氧化钠颗粒、1.16g过硫酸铵粉末,将药品放入烧杯中,量取50mL去离子水加入烧杯,用玻璃棒搅拌均匀,配制成氢氧化钠与过硫酸铵的混合刻蚀液;其中,氢氧化钠NaOH颗粒的纯度为99%、过硫酸铵(NH3)2S2O8的纯度为98%;
4)刻蚀完成后用去离子水对样品超声5min,自然干燥;
5)恒高温热处理,将超声清洗完成的样品放入恒温干燥箱中,在180℃条件下热处理1h;
6)低表面能处理,取20mL低表面能处理溶液对热处理完成的样品进行低表面能修饰处理5s;其中,所述低表面能处理溶液是由5g 1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅氧烷与413mL无水乙醇混合配制而成的1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅氧烷乙醇溶液;其中,1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅氧烷的纯度为96%;
7)恒温干燥,将低表面能修饰处理完成的样品放入干燥箱中,在60℃条件下干燥1h。
2.如权利要求1所述的一种超高黏附性超疏水黄铜表面的制备方法,其特征在于,制备的材料表面与液滴之间的接触角达到174.5°。
3.一种超高黏附性超疏水黄铜表面应用于重金属离子富集预处理的方法,其特征在于,
包括权利要求1-2任一项所述的方法,还包括以下步骤:
S1:将待处理废水滴加在黄铜基底表面的标记点处;
S2:蒸发水分,液滴体积逐渐收缩;
S3:在基底表面定点收集含重金属离子的液滴;
S4:检测液滴中重金属离子是否达到所需浓度要求;
S5:若未达到所需浓度要求,循环上述步骤S2-S4,直至达到所需浓度要求;
其中所制备的超高黏附性超疏水黄铜表面材料还应用于容纳废水液体的容器或输送管道。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,
从0~1500s的时间范围内,样品表面的液滴中的重金属离子浓度增加至原来的3.6倍。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,
经过步骤S3后,检测液滴中某重金属离子的浓度,根据液滴前后体积比例计算出该液滴中重金属离子的初始浓度。
6.一种超高黏附性超疏水黄铜表面应用于增强SERS(Surface-EnhancedRamanScattering)检测强度的方法,其特征在于,包括权利要求1-2任一项所述的方法,还包括以下步骤:
S11:将超高黏附性超疏水黄铜基底作为拉曼检测基底,将待检测溶液滴加在黄铜基底表面的标记点处,液滴与检测基底表面保持高接触角;
S12:干燥蒸发水分,随着液滴体积减小液滴中的待检测物质会集中在标记点处;
S13:在标记点处进行SERS检测。
CN202210023871.XA 2022-01-10 2022-01-10 一种超高黏附性超疏水黄铜表面的制备方法及其应用 Active CN114457338B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210023871.XA CN114457338B (zh) 2022-01-10 2022-01-10 一种超高黏附性超疏水黄铜表面的制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210023871.XA CN114457338B (zh) 2022-01-10 2022-01-10 一种超高黏附性超疏水黄铜表面的制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114457338A CN114457338A (zh) 2022-05-10
CN114457338B true CN114457338B (zh) 2024-04-26

Family

ID=81409172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210023871.XA Active CN114457338B (zh) 2022-01-10 2022-01-10 一种超高黏附性超疏水黄铜表面的制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114457338B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115897924A (zh) * 2022-10-20 2023-04-04 重庆前沿新材料技术研究院有限公司 一种自清洁外墙装饰板材及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104289402A (zh) * 2014-10-17 2015-01-21 上海电力学院 具有耐蚀性能的黄铜超疏水表面的制备方法
CN106399986A (zh) * 2016-12-02 2017-02-15 江苏理工学院 一种具有自清洁功能的超疏水铝表面的制备方法
CN110029349A (zh) * 2019-04-08 2019-07-19 青岛大学 一种超疏水/超亲水可逆调节金属表面的制备和调控方法
CN110756414A (zh) * 2019-11-06 2020-02-07 中国民用航空总局第二研究所 一种高性能超疏水金属表面及其制备方法
CN110938860A (zh) * 2019-12-23 2020-03-31 西安科技大学 一种铝合金表面耐磨超疏微纳复合结构的制备方法及系统
CN113680625A (zh) * 2021-08-16 2021-11-23 四川工程职业技术学院 一种在铝铜合金表面构建超疏水改性层的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104289402A (zh) * 2014-10-17 2015-01-21 上海电力学院 具有耐蚀性能的黄铜超疏水表面的制备方法
CN106399986A (zh) * 2016-12-02 2017-02-15 江苏理工学院 一种具有自清洁功能的超疏水铝表面的制备方法
CN110029349A (zh) * 2019-04-08 2019-07-19 青岛大学 一种超疏水/超亲水可逆调节金属表面的制备和调控方法
CN110756414A (zh) * 2019-11-06 2020-02-07 中国民用航空总局第二研究所 一种高性能超疏水金属表面及其制备方法
CN110938860A (zh) * 2019-12-23 2020-03-31 西安科技大学 一种铝合金表面耐磨超疏微纳复合结构的制备方法及系统
CN113680625A (zh) * 2021-08-16 2021-11-23 四川工程职业技术学院 一种在铝铜合金表面构建超疏水改性层的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《中国工程物理研究院科技年报》编辑部.017年版中国工程物理研究院科技年报.中国原子能出版社,2018,第53-54页. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114457338A (zh) 2022-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114457338B (zh) 一种超高黏附性超疏水黄铜表面的制备方法及其应用
CN108543519B (zh) 一种共价有机骨架化合物固相微萃取涂层的简单快速制备方法及应用
CN111426545A (zh) 一种快速分离土壤中微塑料的方法
CN1723294A (zh) 多边滚筒溅射装置及其溅射方法、由其形成的被覆微粒子
Zhang et al. A novel solution-controlled hydrogel coated mesh for oil/water separation based on monolayer electrostatic self-assembly
CN110607100A (zh) 超疏水涂料及其制备方法、超疏水涂层及其制备方法
Wang et al. A super-hydrophilic and underwater super-oleophobic membrane with robust anti-fouling performance of high viscous crude oil for efficient oil/water separation
CN108950632B (zh) 以二次电化学沉积法为基础的sers基底的制备方法
Li et al. Fabrication of superhydrophobic and oleophobic surface on zinc substrate by a simple method
CN114608927A (zh) 一种采用微波消解法从土壤中提取微塑料的方法
CN113189253A (zh) 一种土壤环境中纳米级塑料颗粒的检测方法
CN106823461A (zh) 一种功能化石墨烯涂层探头及固相微萃取手柄的制备方法
Xu et al. Bio-inspired slippery surfaces with a hierarchical groove structure for efficient fog collection at low temperature
Ekere et al. Studies of biosorption of Pb2+, Cd2+ and Cu2+ from aqueous solutions using Adansonia digitata root powders
Liu et al. Rapid preparation of robust polyaniline coating on an etched stainless steel wire for solid-phase microextraction of dissolved bisphenol A in drinking water and beverages
Baghel et al. A correlation of metallic surface roughness with its hydrophobicity for dropwise condensation
CN110132799B (zh) 基于功能型微纳气泡富集和微流控分离联用技术检测水中纳米颗粒污染物的方法
CN113245357A (zh) 利用丙环唑协同地膜源微塑料吸附土壤中重金属的方法
Jiang et al. A method for preparing the pH-responsive superhydrophobic paper with high stability
JP4817308B2 (ja) 熱物性測定用試料表面処理方法
CN113981565B (zh) 一种纳米羟基磷灰石/玉米醇溶蛋白/聚乙烯醇纳米纤维及其制备方法
Wang et al. High Precision Dynamic Manipulations of Large‐Volume‐Range Water‐Based Droplets by a Soft Gripper with Robust Water‐Repellent Superhydrophobic Surface
Yu et al. Corrosion behavior and kinetics of early stages of low alloy steel under H2S/CO2 environment
CN109078624A (zh) 一种快速去除重金属离子的吸附微球及制备方法
Yang et al. Self-assembly of alkyldithiols on a novel dendritic silver nanostructure electrodeposited on a stainless steel wire as a fiber coating for solid-phase microextraction

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant